Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hệ thống xử lý mùn cưa cho cưa vòng đứng trong dây chuyền xẻ gỗ tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HOÀNG ĐĂNG KHƯƠNG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG XỬ LÝ MÙN CƯA CHO CƯA VÒNG ĐỨNG TRONG DÂY CHUYỀN XẺ GỖ TỰ ĐỘNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HOÀNG ĐĂNG KHƯƠNG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG XỬ LÝ MÙN CƯA CHO CƯA VÒNG ĐỨNG TRONG DÂY CHUYỀN XẺ GỖ TỰ ĐỘNG Chuyên ngành: Kỹ thuật khí Mã số: 60.52.01.03 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN VĂN TƯỞNG Hà Nội, 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Nếu nội dung nghiên cứu tơi trùng lặp với cơng trình nghiên cứu cơng bố, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm tuân thủ kết luận đánh giá luận văn Hội đồng khoa học Hà Nội, ngày 05 tháng 10 năm 2016 Người cam đoan Hoàng Đăng Khương ii LỜI CẢM ƠN Nhân dịp hoàn thành luận văn cho phép tơi bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn khoa học TS Trần Văn Tưởng, dành nhiều thời gian bảo tận tình giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Trân trọng cảm ơn lãnh đạo nhà trường, phịng sau Đại học, khoa Cơ điện Cơng trình trường Đại học Lâm nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành nhiệm vụ học tập nghiên cứu Trân trọng cảm ơn lãnh đạo trường Trung cấp nghề Dân Tộc nội trú Nghệ An tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành khóa học luận văn tốt nghiệp Trân trọng cảm ơn Nhà khoa học, bạn đồng nghiệp đóng góp nhiều ý kiến q báu suốt q trình làm hồn chỉnh luận văn Hà Nội, ngày 05 tháng 10 năm 2016 Tác giả luận văn Hoàng Đăng Khương iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH x MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan lĩnh vực chế biến gỗ Việt Nam 1.1.1 Vai trò ngành chế biến gỗ kinh tế quốc dân 1.1.2 Thực trạng chung ngành chế biến gỗ Việt Nam 1.1.3 Đánh giá xu hướng phát triển lĩnh vực chế biến gỗ tương lai 1.1.4 Ảnh hưởng trình chế biến gỗ đến sức khỏe người 1.2 Tổng quan công nghệ thiết bị xẻ gỗ Việt Nam giới 1.2.1 Nguyên liệu đầu vào, sản phẩm xẻ, công nghệ thiết bị xẻ Việt Nam 1.2.2 Công nghệ thiết bị xẻ Việt Nam 1.2.3 Công nghệ thiết bị xẻ gỗ giới 10 1.3 Tổng quan hệ thống xử lý mùn cưa xẻ Việt Nam giới 13 Chương MỤC TIÊU, NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 20 2.2 Nội dung nghiên cứu 20 2.3 Đối tượng nghiên cứu 20 iv 2.3.1 Quá trình tạo mùn cưa xẻ 20 2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến lượng mùn cưa trình xẻ 21 2.3.4 Hệ thống tự động thu gom phế liệu 22 2.3.5 Các yêu cầu hệ thống xử lý mùn cưa cho hệ thống xẻ tự động 23 2.4 Phạm vi nghiên cứu 23 2.5 Phương pháp nghiên cứu 24 Chương LỰA CHỌN MƠ HÌNH HỆ THỐNG HÚT MÙN CƯA 25 3.1 Các phương pháp lắng mùn cưa 25 3.1.1 Buồng lắng 25 3.1.2 Thiết bị lắng quán tính 27 3.1.3 Thiết bị xách 28 3.1.4 Cyclon 28 3.1.5 Thiết bị thu hồi kiểu xoáy 31 3.2 Lựa chọn hệ thống hút mùn cưa 32 3.2.1 Lựa chọn thiết bị lắng 32 3.2.2 Lựa chọn quạt hút 33 3.2.4 Lựa chọn sơ đồ công nghệ 37 Chương TÍNH TỐN CHO HỆ THỐNG HÚT MÙN CƯA ĐÃ LỰA CHỌN 40 4.1 Lý thuyết tính tốn 40 4.1.1 Bán kính ống dẫn khỏi Cyclon: 40 4.1.2 Kích thước ống vào Cyclon: 40 4.1.3 Bán kính phần hình trụ Cyclon: 41 4.1.4 Tốc độ góc dịng khí Cyclon: 41 4.1.5 Thời gian lưu lại khí Cyclon 41 4.1.6 Thể tích làm việc Cyclon 41 4.1.7 Chiều cao phần hình trụ Cyclon 42 4.1.8 Chiều cao phần hình chóp nón 42 4.1.9 Đường kính bé hạt lắng Cyclon chế độ chảy dòng 42 4.1.10 Năng suất (lưu lượng) Cyclon 42 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm 43 v 4.2.1 Lựa chọn địa điểm nghiên cứu 43 4.2.2 Cách xác định lượng mùn cưa tạo tốc độ gió để hút mùn cưa 43 4.2.2.1 Cách xác định tính tốn lượng mùn cưa tạo q trình xẻ 43 4.2.2.2 Cách xác định tính tốn tốc độ gió cần thiết 46 4.2.3 Kết thí nghiệm xác định khối lượng mùn cưa tạo 48 4.2.3.1 Kiểm tra số liệu thí nghiệm xác định số lần lặp lại tối thiểu48 4.2.3.2 Khối lượng mùn cưa tạo đơn vị thời gian 49 4.2.4 Kết thí nghiệm xác định vận tốc luồng gió để hút mùn cưa 52 4.2.4.1 Kiểm tra số liệu thí nghiệm xác định số lần lặp lại tối thiểu52 4.2.4.2 Số liệu thí nghiệm xác định vận tốc luồng gió hút mùn cưa 52 4.3 Tính tốn cho hệ thống hút mùn cưa 53 4.3.1 Tính tốn cho Cyclon 53 4.3.1.1 Các thông số cần thiết cho Tính tốn thiết kế 53 4.3.1.2 Tính tốn chọn thơng số Cyclon 54 4.3.1.3 Xác định đường kính giới hạn mùn cưa [2] 56 4.3.1.5 Tính ứng suất thiết bị 58 4.3.1.6 Tính chiều dày thiết bị Cyclon 59 4.3.2 Tính chọn quạt hút 60 4.3.2.1 Xác định tổn thất áp suất hệ thống 60 4.3.2.2 Xác định công suất cần thiết để kéo quạt 62 4.3.2.3 Chọn quạt hút 62 4.4 Tính tốn chi phí đầu tư cho hệ thống hút mùn cưa chọn 63 4.3.4 Các thiết bị khác 66 4.3.5 Tổng chi phí xây dựng toàn hệ thống xử lý 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68 Kết luận 68 Kiến nghị 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký Ý nghĩa hiệu Đơn vị r1 Bán kính ống dẫn khí khỏi Cyclon Wr Vận tốc khí khỏi Cyclon m/s b Chiều rộng cửa vào Cyclon m h Chiều cao cửa vào Cyclon m k Tỉ số hình học cửa vào Cyclon L Lưu lượng khí vào Cyclon F Diện tích tiết diện ngang ống hình trụ Cyclon m2 VE Vận tốc khí vào Cyclon m/s R Bán kính phần hình trụ Cyclon R Khoảng cách theo đường kính ống thành thiết bị m m3/s m m 1 Bề dày ống dẫn khí khỏi Cyclon m Wtb Tốc độ khí trung bình Cyclon m/s 1 Thời gian lưu lại khí Cyclon s Thể tích làm việc Cyclon m3 h2 Chiều cao phần hình trụ Cyclon m D Đường kính Cyclon m l Chiều dài ống dẫn khí vào m h1 Chiều cao ống tâm có mặt bích m h3 Chiều cao phần thân hình nón m h4 Chiều cao phần bên ống tâm m H Chiều cao thiết bị Cyclon m d2 Đường kính cửa tháo mùn cưa m VLV vii d1 Đường kính cửa khí m 0 Đường kính giới hạn mùn cưa µm d Đường kính bé hạt lắng Cyclon chế độ chảy dịng m  Độ nhớt khơng khí F0 Diện tích xung quanh hình trụ có bán kính rtb m2 mmc Khối lượng mùn cưa trung bình tạo Kg Vmx Thể tích mạch xẻ m3 b Khối lượng riêng mùn cưa vkg Thể tích khúc gỗ ∑MX Tổng số lượng mạch xẻ N.s/m2 Kg/m3 m3 Mạch Vtn Thể tích tự nhiên mùn cưa m3 O 0C Độ nhớt động học điều kiện chuẩn Pa vtu Vận tốc tối ưu m/s vtt Vận tốc tối ưu m/s  Hệ số trở lực Cyclon  Đường kính hạt mùn cưa Wq Tốc độ quy ước Cyclon h Hệ số bền thành hình trụ theo chiều dài m m/s S Bề dày thực thân thiết bị mm C Số bổ sung ăn mòn mm Plv Áp suất làm việc N/m2 CT3 Ký hiệu thép cac bon b Giới hạn bền N/m2 c Giới hạn chảy N/m2 viii  Hệ số dẫn nhiệt W/m0C t Khối lượng riêng thép CT3 kg/m3  Hệ số hiệu chỉnh k Hệ số an toàn bền kéo c Hệ số an toàn bền chảy [] Ứng suất cho phép N/m2 P Tổng trở lực lên Cyclon N/m2  Pd Trở lực đường ống dẫn N/m2  Pm Trở lực ma sát N/m2  Pc Trở lực đoạn cong N/m2  c Tổng hệ số cản đoạn cong chuyển hướng  Pn Trở lực qua cửa nạp N/m2  Px Trở lực qua cửa xả N/m2  Pcyclon Trở lực Cyclon N/m2 Qtt :Lưu lượng khí tính tốn m3/s Ptt Cột áp cần thiết quạt t Hiệu suất tổng thể hệ thống Nđc Công suất động Kw ... KHƯƠNG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG XỬ LÝ MÙN CƯA CHO CƯA VÒNG ĐỨNG TRONG DÂY CHUYỀN XẺ GỖ TỰ ĐỘNG Chuyên ngành: Kỹ thuật khí Mã số: 60.52.01.03 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN VĂN... hưởng đến lượng mùn cưa trình xẻ 21 2.3.4 Hệ thống tự động thu gom phế liệu 22 2.3.5 Các yêu cầu hệ thống xử lý mùn cưa cho hệ thống xẻ tự động 23 2.4 Phạm vi nghiên cứu ... thiết bị xẻ gỗ lớn phổ biến Việt Nam Hệ thống cưa vanh cải tiến xẻ gỗ nhỏ rừng trồng Dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động Italia chế tạo 13 Thu gom mùn cưa phương pháp thủ công Việt Nam 14 Bạt xử dụng